Permítanme comenzar expresando una sensación general de cautela con respecto a la nueva tecnología de iones de litio en general. Si bien hay toneladas y toneladas de artículos sobre nuevas tecnologías de ánodos y cátodos, baterías más delgadas y diferentes compuestos… la mayor parte de la tecnología ha sido teórica, o al menos, poco práctica para producir en masa. Voy a decir que esta tecnología más reciente de baterías de iones de litio que se pueden pintar, que puede convertir prácticamente cualquier superficie en una batería de iones de litio, también entra en esa categoría. Pero sigue siendo genial, y tal vez algún día veamos que parte de esta tecnología se vuelva práctica y llegue a buen término. Lo que nos lleva al avance de iones de litio de esta semana: investigadores de la Universidad Rice han desarrollado una batería de iones de litio que literalmente puede ser pintado en la superficie de cualquier objeto.
Características de la tecnología de batería de iones de litio que se puede pintar
La batería recargable fue creada en el laboratorio por el científico de materiales de Rice, Pulickel Ajayan, y consta de capas pintadas con aerosol, cada una de las cuales representa los componentes ánodo y cátodo de una batería tradicional. La investigación aparece en la revista en línea de acceso abierto Scientific Reports de Nature. La implicación es que los envases tradicionales para baterías podrían dar paso a nuevas posibilidades de diseño e integración para dispositivos de almacenamiento. Sus baterías podrían integrarse en los mismos productos que alimentan. Olvídese del factor de forma, las baterías podrían SER las herramientas.
La autora principal, Neelam Singh, estudiante de posgrado de Rice, y su equipo dedicaron minuciosas horas a formular, mezclar y probar pinturas para cada uno de los cinco componentes en capas: dos colectores de corriente, un cátodo, un ánodo y un separador de polímero en el medio. Los materiales se aplicaron con aerógrafo sobre azulejos de cerámica para el baño, polímeros flexibles, vidrio, acero inoxidable e incluso una jarra de cerveza para ver qué tan bien se adherían a cada sustrato.
En el primer experimento se conectaron en paralelo nueve baterías basadas en azulejos de baño. Uno de ellos estaba rematado con una célula solar que convertía la energía de una luz blanca de laboratorio. Cuando estaban completamente cargadas tanto con el panel solar como con la corriente de la casa, las baterías por sí solas entregaban 2,4 voltios y alimentaban un conjunto de diodos emisores de luz que deletreaban «ARROZ» durante seis horas.
Los investigadores informaron que las baterías pintadas a mano eran notablemente consistentes en sus capacidades, dentro de más o menos el 10 por ciento del objetivo. También fueron sometidos a 60 ciclos de carga y descarga con sólo una caída muy pequeña en la capacidad, dijo Singh.
El sistema de pintado multicapa es realmente bastante interesante. La primera capa es el colector de corriente positiva. La segunda capa es el cátodo. El tercero es la pintura separadora de polímeros. La cuarta capa es el ánodo, una mezcla de óxido de litio y titanio y UFG en un aglutinante. La capa final es el colector de corriente negativa, una pintura de cobre conductora disponible comercialmente, diluida con etanol.
Singh dijo que las baterías se cargaban fácilmente con una pequeña célula solar. Ella prevé la posibilidad de integrar baterías pintables con células solares pintables de las que se ha informado recientemente para crear una combinación de recolección de energía difícil de superar. Por muy buenas que sean las baterías pintadas a mano, dijo, la ampliación con métodos modernos las mejorará a pasos agigantados. «La pintura con aerosol ya es un proceso industrial, por lo que sería muy fácil incorporarlo a la industria», dijo Singh.
Los investigadores de Rice han solicitado una patente para la técnica, que seguirán perfeccionando. Singh dijo que están buscando activamente electrolitos que facilitarían la creación de baterías pintadas al aire libre, y también imaginan sus baterías como mosaicos ensamblables que se pueden configurar de varias maneras.
A mí, por mi parte, me encantaría pensar que algún día podríamos ir a la tienda y comprar un paquete de cinco latas de aerosol para producir una batería recargable de iones de litio que alimentaría un dispositivo particular de nuestra elección.
Por supuesto, eso podría ser algo más para mis nietos… pero quién sabe.